磁浮车辆道岔梁耦合系统悬浮稳定性研究

运用非线性系统振动分叉理论,对磁浮车辆道岔梁耦合系统悬浮稳定性开展了研究,建立了悬浮电磁铁模型、悬浮控制器模型、车辆系统模型、道岔梁模型,构建了车岔耦合模型系统.详细分析了磁浮车辆在道岔梁上的动态悬浮行为,仿真再现了稳态悬浮、系统自激振动和悬浮吸死三种悬浮状态,利用演算法计算了不同悬浮控制参数下车岔系统悬浮振动的分叉特性.研究了道岔质量和固有频率与悬浮控制参数稳定域的关系.结果显示:控制参数kp的悬浮稳定域存在上下限值.下限之下为车辆悬浮系统低频自激振动,上限之上为车岔耦合自激振动.研究了道岔质量和固有频率与悬浮控制参数稳定域的关系,当道岔固有频率与悬浮频率相近时,悬浮控制参数稳定域上限值最小,稳定域下限值不受影响.通过改变道岔质量可以扩大悬浮稳定域,使系统避免车岔耦合自激振动.

地铁道岔滑床板失效仿真及结构优化

针对地铁9号道岔焊接滑床板频繁脱焊及压舌断裂问题,基于数值仿真方法和疲劳伤损理论,分析滑床板失效的原因,提出滑床板结构的优化建议。首先,建立车辆−道岔耦合动力模型,通过仿真获得轮轨力时程曲线。然后,建立焊接滑床板有限元仿真模型,将轮轨力作为移动荷载输入仿真模型,计算获得滑床板焊缝及压舌的应力时程,进而对滑床板压舌及焊缝的疲劳寿命进行评估。最后,提出滑床板整铸方案解决脱焊问题,提出压舌加宽及根部改进倒圆弧方案解决压舌断裂问题。研究结果表明:焊接滑床板焊缝端部及压舌根部存在应力集中,疲劳寿命较低,易发生损坏。滑床板整铸方案可有效消除焊缝带来的应力集中,压舌加宽及根部倒圆弧优化方案可以有效降低压舌应力峰值。采用2种优化方案后,滑床板压舌应力峰值降低25.3%,疲劳寿命延长30倍以上。